خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری

خطای اندازه گیری و دقت اندازه گیری :

در اندازه گیری کمیت های فیزیکی همواره عدم قطعیت و خطا وجود دارد .

عوامل زیر در افزایش دقت اندازه گیری نقش مهمی را ایفا می کنند:

۱ ) دقت وسیله اندازه گیری :

یکی از عوامل مهم در دقت اندازه گیری ، دقت و حساسیت وسیله اندازه گیری است . برای مثال ، دقت خط کشی که تا میلی متر مدرج شده ، بیشتر از دقت خط کشی است که تا سانتی متر مدرج شده است.

دقت اندازه گیری در وسیله های مدرج، برابر کمینه درجه بندی آن ابزار است. برای مثال خط کشی که کمینه درجه بندی آن میلی متر است، دارای دقت ۱ میلی متر است.

نکته: خطای اندازه گیری توسط وسیله های درجه بندی شده ، نصف کمینه تقسیم بندی مقیاس آن وسیله (نصف دقت) است .

در شکل بالا خط کش بالایی به سانتی متر مدرج شده بنابراین خطای این وسیله ۰٫۵ cm است که در گزارش ، عدد خوانده شده را با مثبت منفی  خطا جمع می کنیم . و در خط کش پایینی که به میلی متر مدرج شده خطای اندازه گیری ۰٫۵ mm است .

دقت اندازه گیری در وسیله های رقمی (دیجیتالی)، برابر یک واحد از آخرین رقمی است که آن وسیله نشان می دهد. به طور مثال دماسنجی که رقم ۳۱.۲۵ درجه سلسیوس را نشان می دهد، دارای دقت ۰.۰۱ درجه سلسیوس است.

نکته : خطای اندازه گیری توسط وسیله های رقمی (دیجیتال) ، یک واحد از آخرین رقمی است که می خوانند. یعنی خطا برابر دقت وسیله است.

در شکل بالا ، دماسنجی که عدد ۲۶٫۸ را نشان می دهد ، دارای خطای ۰٫۱ C  است و دماسنجی که عدد ۳۲ را نشان می دهد ، دارای خطای ۱ C است.

۲ ) مهارت شخص آزمایشگر :

در شکل زیر نتیجه اندازه گیری از منظر A و C خطا را افزایش می دهد در حالی که گزارش شخص B دقت بیشتری دارد.

۳ ) تعداد دفعات اندازه گیری :

برای کاهش خطا در اندازه گیری هر کمیت ، معمولا اندازه گیری آن را چند بار تکرار می کنیم و از آن ها میانگین می گیریم . البته اعدادی که فاصله زیادی با دیگر نتایج دارند را در نظر نمی گیریم . چون به وضوح مشخص است که این رقم به اشتباه اندازه گیری شده است . مانند شکل زیر

گزارش نتیجه اندازه گیری :

رقم هایی را که بعد از اندازه گیری یک کمیت فیزیکی ثبت می کنیم ، رقم های با معنا گویند . که در این گزارش رقم آخر معمولا غیر قطعی و حدسی می باشد . مثلا برای خط کشی که به سانتی متر مدرج شده است اگر نقطه بین دو عدد ۴ و ۵ باشد نمی توان به طور دقیق عدد بین آن را بیان کرد از اینرو آنرا حدس می زنیم و سپس برای گزارش عدد آن را با مثبت منفی خطای اندازه گیری خط کش جمع می کنیم . به شکل زیر توجه کنید و چگونگی گزارش یک اندازه گیری را بیاموزید .

توجه داشته باشید که تعداد ارقام بعد از ممیز عدد گزارش شده با تعداد ارقام بعد ممیز خطا باید یکسان باشد.

به تمرین زیر و پاسخ های آن توجه کنید تا با چگونگی گزارش نتیجه اندازه گیری و رقم حدسی آشنایی بیشتری پیدا کنید .

نحوه خواندن و گزارش نتیجه اندازه گیری با کولیس :

کولیس ها درای دو مقیاس اصلی و مقیاس ورنیه هستند . برای خواندن نتیجه ابتدا باید ببینید صفر ورنیه در کجای مقیاس اصلی قرار گرفته و آن عدد را از روی مقیاس اصلی بخوانید . سپس به دنبال اولین انطباق بین درجه بندی مقیاس ورنیه با مقیاس اصلی بگردید و با توجه به دقت کولیس آن عدد را از روی مقیاس ورنیه بخوانید و با عدد قبلی جمع کنید . سپس عدد بدست آمده را با مثبت منفی خطای اندازه گیری کولیس که نصف دقت کولیس می باشد ، جمع کنید . به شکل های زیر توجه کنید که در آنها نحوه خواندن کولیس با دقت های مختلف را شرح می دهیم .

نحوه خواندن و گزارش نتیجه اندازه گیری با ریز سنج :

ریز سنج ها دارای دو قسمت درجه بندی شده هستند یکی روی بدنه اصلی و دیگری رو استوانه مدرج چرخان .

برای گزارش نتیجه اندازه گیری ریز سنج ابتدا عدد روی بدنه اصلی را می خوانیم و سپس عدد روی استوانه مدرج چرخان که روبروی محور اصلی ریز سنج قرار گرفته بر حسب دقت ریز سنج می خوانیم و با عدد قبلی جمع می کنیم . سپس عدد بدست آمده را با مثبت منفی خطای اندازه گیری ریز سنج که نصف دقت ریز سنج می باشد ، جمع می کنیم . به شکل زیر توجه کنید که در آن نحوه خواندن ریزسنج با دقت ۰٫۰۱ mm را شرح می دهد .

آموزش تعیین دقت کولیس

آموزش تعیین دقت ریزسنج